在原始地球條件下由無機(jī)物逐漸演變?yōu)樵忌w的過程。這個(gè)化學(xué)進(jìn)化過程大致可分為下列四個(gè)階段。
（1）由無機(jī)小分子物質(zhì)（如氫、氨等）生成有機(jī)小分子物質(zhì)（如氨基酸、含氮堿基、核糖或脫氧核糖等）。這個(gè)方面已為越來越多的模擬原始地球條件的實(shí)驗(yàn)所證明（見米勒模擬試驗(yàn)）。
（2）從有機(jī)小分子物質(zhì)形成生物大分子物質(zhì)。在原始還原性大氣中生成的生物小分子（如氨基酸等）被雨水沖淋，溶解于原始海洋中，這些生物小分子要進(jìn)一步變?yōu)樯锎蠓肿樱ㄈ绨被嶙優(yōu)榈鞍踪|(zhì)），就必須脫水縮合；而在原始海洋中進(jìn)行脫水縮合，就像要使泡在水中的葡萄變干那樣困難。科學(xué)家提出種種假說試圖解決這個(gè)難題，目前比較可信而又可用實(shí)驗(yàn)證明的主要有兩種：①以色列科學(xué)家卡特恰爾斯基（A. Katchalsky）認(rèn)為，原始海洋中的氨基酸是在某些特殊的粘土（原始地球和現(xiàn)在都有這樣的粘土）上縮合成多肽的。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室內(nèi)先將氨基酸與腺苷酸起反應(yīng)，生成“活化的”氨基酸即“氨基酰腺苷酸”，后者在某些片層狀粘土如蒙托土（montmorillonite）上，就能縮合成長(zhǎng)短不一的多肽鏈：
②日本科學(xué)家赤崛四郎等提出一個(gè)能繞過“脫水縮合”這道難關(guān)的“聚甘氨酸理論”來說明多肽鏈的形成。他們認(rèn)為，在原始大氣中產(chǎn)生的甲醛與氨和氰發(fā)生反應(yīng)，能生成一種名叫“氨基乙酰氰”的有機(jī)物，這種物質(zhì)能夠聚合，然后水解，生成聚甘氨酸（即多個(gè)甘氨酸聚合在一起所形成的多肽鏈），最后經(jīng)過側(cè)基（R）的變化而得到由各種氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì)，即：
（3）從有機(jī)高分子物質(zhì)組成多分子體系。可以想象，蛋白質(zhì)和核酸等有機(jī)高分子物質(zhì)，在原始海洋中越積越多，在一定條件下（如高溫和適當(dāng)?shù)膒H等），它們相互作用，能形成多分子體系，有界膜與周圍環(huán)境隔開，呈大、小不等的球狀，在原始海洋中漂浮。這種設(shè)想亦已得到了初步的實(shí)驗(yàn)證明。
（4）從多分子體系演變?yōu)樵忌＿@是生命起源最關(guān)鍵的一步，目前還未能在實(shí)驗(yàn)室里驗(yàn)證這一過程。從理論上講，這一步的實(shí)質(zhì)就是以蛋白質(zhì)和核酸為主要成分的多分子體系，如何“由死變活”的問題，即新陳代謝和自我增殖能力是如何發(fā)生的？從生物學(xué)的角度看，這里有兩個(gè)重要問題要解決：一是生物膜的產(chǎn)生，二是遺傳機(jī)構(gòu)的起源。